盾构机掘进到一定里程后，不可避免地出现老化、损坏现象，需要通过大修改造恢复其原有技术性能。本文介绍 1 台小松品牌盾构机的大修改造成果，以及对大修改造后出现的故障进行分析，并提出改进措施。
1. 大修改造成果
本次大修改造的设备为 1 台小松公司生产的土压平衡盾构机，该盾构机于 2008 年投入使用，已经掘进了 7.5km，其各系统均出现了不同程度的老化和损坏现象，无法继续使用，需对其进行大修改造。该盾构机大修改造前的情况如图 1 所示。
从经济性、时效性、实用性等方面综合考虑，该盾构机大修改造主要分为 2 个方面：一是对盾构机老化和损坏的设备进行大修，二是对盾构机不适宜施工的系统或部件进行改造。
我们主要从以下 7 个方面对该盾构机进行了大修：一是修复磨损的刀盘、刀圈及面板；二是拆检主驱动，修复主轴承的大齿圈，更换所有密封件和部分结构件；三是拆检减速器，更换所有深沟球轴承；四是拆检管片拼装机，彻底修复存在的故障；五是更换螺旋输送机的螺旋轴和筒壁，拆检其减速器；六是由专业公司对液压系统进行全面检修；七是对电气系统进行全面检查，更换线路，修复或更换存在故障的配电柜、电动机。
根据用户反映，该盾构机在使用过程中存在不适宜施工的系统。我们主要从以下 4 个方
面对其进行了升级改造或整体替换：一是改造超挖刀液压系统，设置超挖刀独立液压油箱；二是改造注浆系统，更换新型 KSP 注浆泵和更小的壳体；三是升级油脂供给系统，淘汰原电动油脂泵，更换为技术成熟的气动油脂泵；四是升级管片拼装系统，将原来的有线控制方式升级为无线控制方式。该盾构机大修改造后整体情况如图 2 所示。升级改造后的注浆系统和油脂供给系统如图 3 所示。
该盾构机大修改造后，在掘进期间没有出现大齿圈损坏或减速器内轴承损坏等严重故障，故障率仅为 4.6%，达到了项目施工要求，基本符合新机使用性能，一些升级改造后的系统达到或超过原机性能。该盾构机在苏州地层掘进过程中最高月进尺达到 440 环，创造了单日进尺 20 环（24m）的好成绩，顺利通过了粘土、粉细沙地层的掘进考验，得到了施工项目部的较高评价。
2. 出现的故障及排除方法
（1）组装调试阶段
该盾构机在工厂完成大修改造，在工厂存放1 年零 2 个月后，运往苏州项目工地进行掘进施工。在盾构机组装调试阶段，发现的故障如下所述。
超挖刀 在调试超挖刀的过程中，首先出现了超挖刀无法伸出故障，随后又出现 2 把超挖刀同时伸出故障。经查找，该故障原因是项目部人员将 4 根液压胶管的 4 根液压钢管接错。调换了超挖刀 4 根液压胶管，并按正确方法连接 4 根液压胶管后，故障现象消失。
推进系统 在主控室发现推进系统油压偏低，加压后油压仍然偏低，推进速度较慢，有 2 组液压缸无推进。经排查，发现该故障原因是电磁阀线路接错，电气系统中的行程传感器转换模块出现故障。纠正接错的电磁阀线路，更换行程传感器转换模块后试机，推进系统工作恢复正常。
（2）施工掘进阶段
该盾构机调试完成后，正式用于苏州地铁项目的掘进工作。该盾构机在掘进 100 环过程中，出现了 15 项各类故障。这些故障大都与操作者操作不当有关，其主要故障如附表所示。
3. 故障原因及改进措施
我们针对该盾构机调试及掘进期间出现的故障和问题进行了认真分析，并提出了改进措施，如下所述。
（1）故障原因
操作不当 对该盾构机掘进过程中出现的故障进行统计分析后可知，大多数故障是因为操作者操作不当造成的。这些故障的出现，导致盾构机多次停机待修。
设备老化 在掘进过程中，出现多次因胶管及线路老化而导致的停机故障，给施工造成了损失。其原因是在大修改造时，没有对设备上所有的管路和线路进行彻底更换。
技术性能有差距 大修改造后的盾构机与新盾构机相比，一些机构系统的技术性能存在一定差距，这给项目部和操作者造成一定的心理压力。修后存放疏于管理 该盾构机在大修改造后，在工厂里存放了 1 年多。存放期间由于疏于管理，造成多个配件被盗，影响其正常使用及技术性能。
（2）改进措施
更新低值易损零部件 由于盾构机在掘进过程中出现故障，会给施工项目造成很大损失，因此在盾构机大修改造时，应当规定必须更新已经老化的低值易损零部件。例如管路、线路、接头、开关等零部件。
保证关键零部件技术性能 盾构机在掘进到一定里程且需要大修改造时，其液压泵、液压马达、阀组、液压缸等关键零部件虽经专业公司进行修复，但是修复后基本上无法完全恢复其技术性能。为此，应当选购原厂配件或质量较好的国产配件进行更新，避免大修改造后的盾构机技术性能下降，给施工项目造成损失。
设备升级改造要考虑周全 设备升级改造会提升盾构机的技术性能，但是也可能带来一些隐患。本次小松盾构机的超挖刀系统升级改造时设置了独立液压油箱，虽然避免了超挖刀在恶劣工况作业时因其液压系统污染给主液压系统造成的危害，但是没有考虑到新的独立液压油箱在实际使用过程中存在的低油位等问题，没有安装油位传感器和相关装置，出现低油位状态下液压泵吸空隐患，容易造成液压泵损坏。
其他方面 要加强对操作者的技术培训，防止因操作者操作不当造成盾构机故障。在大修改造后存放期间，要加强管理，防止盾构机的零部件被盗或丢失。
作者：缪楠
来源：《工程机械与维修》2018年第3期
工程机械与维修
今日工程机械
修机｜盾构机大修改造成果及对出现故障的改进措施
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来源：匠客工程机械
盾构机掘进到一定里程后，不可避免地出现老化、损坏现象，需要通过大修改造恢复其原有技术性能。本文介绍 1 台小松品牌盾构机的大修改造成果，以及对大修改造后出现的故障进行分析，并提出改进措施。
1. 大修改造成果
本次大修改造的设备为 1 台小松公司生产的土压平衡盾构机，该盾构机于 2008 年投入使用，已经掘进了 7.5km，其各系统均出现了不同程度的老化和损坏现象，无法继续使用，需对其进行大修改造。该盾构机大修改造前的情况如图 1 所示。
从经济性、时效性、实用性等方面综合考虑，该盾构机大修改造主要分为 2 个方面：一是对盾构机老化和损坏的设备进行大修，二是对盾构机不适宜施工的系统或部件进行改造。
我们主要从以下 7 个方面对该盾构机进行了大修：一是修复磨损的刀盘、刀圈及面板；二是拆检主驱动，修复主轴承的大齿圈，更换所有密封件和部分结构件；三是拆检减速器，更换所有深沟球轴承；四是拆检管片拼装机，彻底修复存在的故障；五是更换螺旋输送机的螺旋轴和筒壁，拆检其减速器；六是由专业公司对液压系统进行全面检修；七是对电气系统进行全面检查，更换线路，修复或更换存在故障的配电柜、电动机。
根据用户反映，该盾构机在使用过程中存在不适宜施工的系统。我们主要从以下 4 个方
面对其进行了升级改造或整体替换：一是改造超挖刀液压系统，设置超挖刀独立液压油箱；二是改造注浆系统，更换新型 KSP 注浆泵和更小的壳体；三是升级油脂供给系统，淘汰原电动油脂泵，更换为技术成熟的气动油脂泵；四是升级管片拼装系统，将原来的有线控制方式升级为无线控制方式。该盾构机大修改造后整体情况如图 2 所示。升级改造后的注浆系统和油脂供给系统如图 3 所示。
该盾构机大修改造后，在掘进期间没有出现大齿圈损坏或减速器内轴承损坏等严重故障，故障率仅为 4.6%，达到了项目施工要求，基本符合新机使用性能，一些升级改造后的系统达到或超过原机性能。该盾构机在苏州地层掘进过程中最高月进尺达到 440 环，创造了单日进尺 20 环（24m）的好成绩，顺利通过了粘土、粉细沙地层的掘进考验，得到了施工项目部的较高评价。
2. 出现的故障及排除方法
（1）组装调试阶段
该盾构机在工厂完成大修改造，在工厂存放1 年零 2 个月后，运往苏州项目工地进行掘进施工。在盾构机组装调试阶段，发现的故障如下所述。
超挖刀 在调试超挖刀的过程中，首先出现了超挖刀无法伸出故障，随后又出现 2 把超挖刀同时伸出故障。经查找，该故障原因是项目部人员将 4 根液压胶管的 4 根液压钢管接错。调换了超挖刀 4 根液压胶管，并按正确方法连接 4 根液压胶管后，故障现象消失。
推进系统 在主控室发现推进系统油压偏低，加压后油压仍然偏低，推进速度较慢，有 2 组液压缸无推进。经排查，发现该故障原因是电磁阀线路接错，电气系统中的行程传感器转换模块出现故障。纠正接错的电磁阀线路，更换行程传感器转换模块后试机，推进系统工作恢复正常。
（2）施工掘进阶段
该盾构机调试完成后，正式用于苏州地铁项目的掘进工作。该盾构机在掘进 100 环过程中，出现了 15 项各类故障。这些故障大都与操作者操作不当有关，其主要故障如附表所示。
3. 故障原因及改进措施
我们针对该盾构机调试及掘进期间出现的故障和问题进行了认真分析，并提出了改进措施，如下所述。
（1）故障原因
操作不当 对该盾构机掘进过程中出现的故障进行统计分析后可知，大多数故障是因为操作者操作不当造成的。这些故障的出现，导致盾构机多次停机待修。
设备老化 在掘进过程中，出现多次因胶管及线路老化而导致的停机故障，给施工造成了损失。其原因是在大修改造时，没有对设备上所有的管路和线路进行彻底更换。
技术性能有差距 大修改造后的盾构机与新盾构机相比，一些机构系统的技术性能存在一定差距，这给项目部和操作者造成一定的心理压力。修后存放疏于管理 该盾构机在大修改造后，在工厂里存放了 1 年多。存放期间由于疏于管理，造成多个配件被盗，影响其正常使用及技术性能。
（2）改进措施
更新低值易损零部件 由于盾构机在掘进过程中出现故障，会给施工项目造成很大损失，因此在盾构机大修改造时，应当规定必须更新已经老化的低值易损零部件。例如管路、线路、接头、开关等零部件。
保证关键零部件技术性能 盾构机在掘进到一定里程且需要大修改造时，其液压泵、液压马达、阀组、液压缸等关键零部件虽经专业公司进行修复，但是修复后基本上无法完全恢复其技术性能。为此，应当选购原厂配件或质量较好的国产配件进行更新，避免大修改造后的盾构机技术性能下降，给施工项目造成损失。
设备升级改造要考虑周全 设备升级改造会提升盾构机的技术性能，但是也可能带来一些隐患。本次小松盾构机的超挖刀系统升级改造时设置了独立液压油箱，虽然避免了超挖刀在恶劣工况作业时因其液压系统污染给主液压系统造成的危害，但是没有考虑到新的独立液压油箱在实际使用过程中存在的低油位等问题，没有安装油位传感器和相关装置，出现低油位状态下液压泵吸空隐患，容易造成液压泵损坏。
其他方面 要加强对操作者的技术培训，防止因操作者操作不当造成盾构机故障。在大修改造后存放期间，要加强管理，防止盾构机的零部件被盗或丢失。
作者：缪楠
来源：《工程机械与维修》2018年第3期
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